盛宣怀在经营实业同时，长期致力于引进西学，办理各类新式学堂和文化机构十余所，尤以创设我国近代最早的两所大学———北洋大学堂、南洋公学，对后世影响最大最久。盛宣怀对这些学校，或全盘筹划、亲历亲为，尽心主持；或慷慨出资，热情参与，名列校董。其中交大的前身南洋公学，是盛宣怀精心打造的“嫡系”，也是在其办理近代教育事业中极富成绩的典型代表。
　　“全国设学计划”下的南洋公学
盛宣怀创办南洋公学既非偶然，也非个案。它是盛宣怀的一生教育事业的延续与发展，特别是1895年盛宣怀捐设“全国设学计划”中的重要实施环节。甲午战败后，盛宣怀深刻反思了中国惨败于日本的原因，继续寻求改变国家困境的出路，他认为“自强首在储才，储才必先兴学”，即“兴办新式教育培养强国人才”是挽救危亡的首要措施。
　　兴办南洋公学之前，盛宣怀在创办和经营洋务企业的过程中，切身感受到了新型企业严重缺乏技术与管理人才，开始举办一些洋务技术学堂，如电报学堂、矿务学堂、驾驶学堂等。然而，这些学堂大多是迫于一时急用，仅仅属于培养中级、初级技术人员的培训班。甲午战争之后，盛宣怀意识到培养人才不能仅搞实用式的短期训练，还必须培养高层次科技与管理人才，以及新式法律政治人才，为此需要建立正规的基础教育体系和各式专业方向的高等学堂。为此在1895年，盛宣怀主持制定了一份颇具雄心的“全国设学计划”，规划在全国各地捐建大学堂2所、小学堂23所、时中书院（类似于时务人才培训班）3所，所需办学经费每年24万两，全部由盛宣怀所管轮船、电报、金矿局捐出。准备创建的2所大学堂，分别设于天津、上海两地，称为北洋大学堂、南洋大学堂。
　　1895年10月，盛宣怀在天津创办北洋西学学堂，后改称北洋大学堂，这是我国第一所近代大学。1896年春，又在上海筹设“南洋大学堂”，于1897年4月8日（农历三月初七日）正式开学，定名南洋公学，是为我国第二所近代大学。盛宣怀一身首创两所大学，南北相应，共创新风，以实际办学行动登高一呼，唤起全国兴学之高潮。
　　南洋公学建学目标：大学堂
长期以来，校内外人士对南洋公学存在一种误解，认为它属于中学甚至小学程度，不是大学。这是不完全符合历史事实，也是有违我国近代大学诞生、成长的必然规律。1896年盛宣怀拟定《南洋公学章程》开宗明义写道：“南洋公学本系大学”。公学建成后又明确南洋公学上院“即头等学堂”。很显然，建成一所大学是盛宣怀对于南洋公学的明确定位。
　　众所周知，要办大学，必须有相应的中学、小学，为大学提供优质足够的生源。当时我国新式教育刚刚起步，正规的中学、小学校几乎没有，公学在“大学无从取材”的情势下，不求虚名，实事求是，先从小学、中学办起，规划在十年后建成大学。1897年南洋公学设立师范院及附属外院（小学），次年建成中院，拟于1901年办成上院（大学）。盛宣怀设想大学办成后，全国中小学也将大量建立起来，到那时就将中学、小学裁停，专办大学。这是一种符合教育规律、切合我国教育实际情况的踏实做法。
　　然而到了1901年，因中院首届毕业生只有6名，难以成班，上院只得缓办。但盛宣怀始终没有放弃大学的设学目标，相继设立类似于专科性质的特班、政治班、商务班，尝试建成大学。尽管至1905年盛宣怀辞去督办、公学移交商部管辖时，学校没有一名真正意义上的专科生毕业，然而公学培养出了一批批西学基础扎实的高等预科毕业生，为后来学校办成专科提供了合格生源。公学改名的两年后，即1907年就有第一届专科———商务专科7名学生毕业，1909年铁路、1911年电机专科首批学生毕业，成为全国最早培养出专科毕业生的高等学府之一，实现了盛宣怀“收效旨在十年之后”的预言。
　　实际上，我国早期大学大多循着这条路径逐渐建成的，先有其名然后求其实。据创校较早的国内几所大学校史所载：1898年开办的京师大学堂至1909年有高等专科生毕业；1902年开设山西大学堂至1910年始有西斋专科生毕业；浙江大学到1911年才有专科毕业生。因此，我们断定早期大学的程度，不能以今人的标准，而要根据历史客观条件作出合理的判断。我们认为，南洋公学建学目标是大学，设立小学、中学乃是当时大学建成过程中必经之阶段。
　　不过与现在一些持“中小学说”者相反，当时因南洋公学办学较早、成绩突出，得到朝野人士的广泛赞誉，视之为“大学堂”。1902年2月，相当于如今教育部长的管学大臣张百熙，奏称南洋公学是京师以外所设学堂办学成效最好者之一；1903年梁启超也称南洋公学是当时我国所办学校程度最高者。1903年，京师大学堂总教习张鹤龄告诉盛宣怀幕僚吕景端：“张野翁以下及京师大夫早认南洋公学为南洋大学堂，不妨径请作为大学堂。”张野翁即前述张百熙。吕景端也向盛宣怀建议：“公学规模程度，实在各省未设之高等学堂之上，故折中径请作为南洋大学堂”。